A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Decomposition rate and biochemical fate of carbon from natural polymers and microplastics in boreal lakes (2022)
Vesamäki, J. S., Nissinen, R., Kainz, M. J., Pilecky, M., Tiirola, M., & Taipale, S. J. (2022). Decomposition rate and biochemical fate of carbon from natural polymers and microplastics in boreal lakes. Frontiers in Microbiology, 13, Article 1041242. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.1041242
JYU-tekijät tai -toimittajat
Julkaisun tiedot
Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Vesamäki, Jussi S.; Nissinen, Riitta; Kainz, Martin J.; Pilecky, Matthias; Tiirola, Marja; Taipale, Sami J.
Lehti tai sarja: Frontiers in Microbiology
eISSN: 1664-302X
Julkaisuvuosi: 2022
Ilmestymispäivä: 08.11.2022
Volyymi: 13
Artikkelinumero: 1041242
Kustantaja: Frontiers Media SA
Julkaisumaa: Sveitsi
Julkaisun kieli: englanti
DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.1041242
Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla
Julkaisukanavan avoin saatavuus: Kokonaan avoin julkaisukanava
Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/83863
Tiivistelmä
Microbial mineralization of organic compounds is essential for carbon recycling in food webs. Microbes can decompose terrestrial recalcitrant and semi-recalcitrant polymers such as lignin and cellulose, which are precursors for humus formation. In addition to naturally occurring recalcitrant substrates, microplastics have been found in various aquatic environments. However, microbial utilization of lignin, hemicellulose, and microplastics as carbon sources in freshwaters and their biochemical fate and mineralization rate in freshwaters is poorly understood. To fill this knowledge gap, we investigated the biochemical fate and mineralization rates of several natural and synthetic polymer-derived carbon in clear and humic lake waters. We used stable isotope analysis to unravel the decomposition processes of different 13C-labeled substrates [polyethylene, polypropylene, polystyrene, lignin/hemicellulose, and leaves (Fagus sylvatica)]. We also used compound-specific isotope analysis and molecular biology to identify microbes associated with used substrates. Leaves and hemicellulose were rapidly decomposed compared to microplastics which were degraded slowly or below detection level. Furthermore, aromatic polystyrene was decomposed faster than aliphatic polyethylene and polypropylene. The major biochemical fate of decomposed substrate carbon was in microbial biomass. Bacteria were the main decomposers of all studied substrates, whereas fungal contribution was poor. Bacteria from the family Burkholderiaceae were identified as potential leaf and polystyrene decomposers, whereas polypropylene and polyethylene were not decomposed.
YSO-asiasanat: maatuminen; mikroroskat; polymeerit; mineralisaatio
Vapaat asiasanat: decomposition; microplastic; polymer; mineralization; Burkholderiaceae
Liittyvät organisaatiot
Hankkeet, joissa julkaisu on tehty
- Miten ilmastonmuutos vaikuttaa makeanveden lajien ravintoarvoon?
- Taipale, Sami
- Suomen Akatemia
- Kalastusvalinnan vaikutus kalakantojen adaptiiviseen potentiaaliin
- Uusi-Heikkilä, Silva
- Suomen Akatemia
OKM-raportointi: Kyllä
VIRTA-lähetysvuosi: 2022
JUFO-taso: 1
- Ekologia ja evoluutiobiologia (Bio- ja ympäristötieteiden laitos BIOENV) EKO
- Ympäristötiede (Bio- ja ympäristötieteiden laitos BIOENV) YMP
- Resurssiviisausyhteisö (Jyväskylän yliopisto JYU) JYU.Wisdom
- Nanoscience Center (Fysiikan laitos PHYS, JYFL) (Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta) (Kemian laitos CHEM) (Bio- ja ympäristötieteiden laitos BIOENV) NSC
- Akvaattiset tieteet (Bio- ja ympäristötieteiden laitos BIOENV) WET